Cosa c'è al centro dell'universo?

Se l'universo si è formato e ha origine da un'esplosione di Big Bang, allora deve esserci spazio vuoto al centro del sito dell'esplosione, poiché tutta la materia viaggia a velocità tremende lontano dal centro e deve esserci più materia, stelle , galassie e polvere, ecc. vicino all'attuale periferia o circonferenza o orizzonte dell'universo attuale. Dato che quella grande esplosione è avvenuta circa 13,7 miliardi di anni fa, i confini esterni del nostro universo distano 13,7 miliardi di anni luce dal centro dell'esplosione del Big Bang.

I nostri astronomi hanno scoperto la vacuità o il vuoto in qualsiasi parte del centro dell'universo o no?

Penso che la tua domanda sia sull'argomento, ma @RhysW ha collegato un post molto utile per capire perché la tua domanda è un malinteso comune sul Big Bang.

Nessun centro

Non esiste un "centro" per l'universo. In qualsiasi momento, un osservatore locale affermerà di essere al centro dell'universo dal modo in cui le galassie si allontanano da loro. Come possiamo saperlo? L'universo sembra essere sia omogeneo (ha la stessa struttura ovunque) sia isotropo (non esiste una direzione preferita). Se queste sono davvero proprietà dell'universo, allora l'espansione dell'universo deve essere la stessa in tutte le altre posizioni (Vedi: Il principio cosmologico ).

Come differiscono Big Bang ed esplosioni

Inoltre, il Big Bang è diverso da un'esplosione nei seguenti modi:

1) Le particelle coinvolte in un'esplosione rallentano alla fine a causa delle forze di attrito. Pensa ai fuochi d'artificio ( http://www.youtube.com/watch?v=qn_tkJDFG3s ). Le particelle si muovono più velocemente all'istante dell'esplosione e rallentano monotonicamente con il tempo. L'espansione dell'universo primordiale non segue questa tendenza, anche se a volte le persone usano la parola "esplosione" per descrivere l'enorme aumento volumetrico (un aumento di un fattore di ) che si è verificato tra secondi dopo il Big Bang, che è giustamente chiamato inflazione . $\sim10^{76}$$10^{-36}- 10^{-32}$

2) Un'esplosione implica l'esistenza dello spazio. Perché avvenga un'esplosione, le particelle (sia che si tratti di materia o luce) devono avere spazio per esplodere. A rigor di termini, l'inflazione dell'universo è un'espansione delle coordinate spazio-temporali, e quindi la parola esplosione non può davvero essere applicata poiché non c'era nulla per lo spazio-tempo in cui esplodere.

Stai fraintendendo l'espansione dell'Universo. Il Big Bang non è un'esplosione: questo è il momento in cui l'Universo ebbe una densità (quasi) infinita. Quindi non esiste un centro nell'Universo in quanto non esiste un centro della SUPERFICIE della terra (questo è l'analogo bidimensionale più popolare).

Da questo primordiale stato ad altissima densità, l'Universo si sta espandendo, si sono formati atomi, si sono formate stelle e galassie e ora, su larga scala, la distanza tra due ammassi di galassie continua ad aumentare con il tempo a causa dell'espansione.

In un certo senso ogni punto che scegli è al "centro" dell'universo e in qualsiasi punto dell'universo, su larga scala, l'universo sembra lo stesso di qualsiasi altro punto. Questo non è lo stesso che dire che l'universo è infinito, però (ma potrebbe essere). L'analogia con un'esplosione è scarsa, poiché le esplosioni si espandono nello spazio esistente. Con il Big Bang lo spazio si espande. Ma per definizione lo spazio non ha un vantaggio (se così fosse, ci sarebbe un "meta-spazio" che sarebbe lo spazio reale e così via) e quindi ovunque è il centro e / o il nulla.

Ho riflettuto su questo problema per quasi 35 anni. Se l'universo è nato attraverso un processo del Big Bang, probabilmente non troveremo mai il vero centro in cui è iniziato:

MOTIVI A CENTRO non può mai essere TROVATO

1. Innanzitutto, dovremmo sempre tenerlo a mente: non abbiamo visto l'inizio del nostro universo. Non ci sono testimoni oculari che possono dirci cosa è realmente accaduto. Pertanto, si tratta di un caso FREDDO di oltre 13,7 miliardi di anni . In altre parole, tutto ciò che proponiamo riguardo all'inizio dell'universo sarà sempre solo una speculazione.

Non abbiamo modo di provare nulla di ciò che ipotizziamo riguardo al modo in cui è iniziato il nostro universo (non importa quante teorie vengano proposte riguardo all'inizio dell'universo né quanto siano buone e le loro corrispondenti equazioni matematiche, non c'è modo di testarle completamente per dimostrare tutto ciò per cui sostengono).

In altre parole, anche se i numeri non si sommano perfettamente, puoi sempre trovare un'altra costante o sotto-teoria che la faccia sembrare più corretta, nessuna delle quali è dimostrabile nella nostra situazione del mondo reale. Ciò significa che potrebbe non essere mai possibile determinare se si è verificato un BB o se è mai esistito un centro .

2. Detto questo, anche se il Big Bang è responsabile del modo in cui l'universo si è espanso (una sorta di esplosione di una miscela minacciosa di tipo plasma sotto pressione contro la gravità) al suo stato attuale, problemi o barriere potrebbero impedirci di localizzare la posizione reale di il centro da cui tutto presumibilmente è iniziato.

3. Il punto di partenza, per quanto riguarda il BB, era presumibilmente uno stato di singolarità. Quale singolarità sarebbe effettivamente non è veramente noto. Tuttavia, il suo stato sarebbe un punto circa le dimensioni di un marmo in cui presumibilmente tutte le leggi della fisica così come le conosciamo vengono scomposte, una sorta di stato di totale annientamento di tutta la struttura atomica e delle sue varie particelle. Se si verificasse la presunta fase iniziale di "super" inflazione sarebbe opaca perché i fotoni non sarebbero presenti né rilasciati durante questa fase. Pertanto, la nostra visione degli eventi fino a questo punto sarebbe oscurata.

In altre parole, non possiamo mai vedere attraverso questa fase né ci sarebbe modo di vedere questa fase di inflazione perché avremmo bisogno di vedere i fotoni. Solo dove vengono rilasciati i fotoni siamo in grado di vedere anche parte di ciò che era lì (il cosiddetto limite dell'universo visibile ).

4. Poiché non possiamo vedere oltre l'universo visibile (che includerebbe le parti dello spettro elettromagnetico che non possono essere viste ad occhio nudo, che possono essere viste solo attraverso apparecchiature in grado di rilevare lunghezze d'onda invisibili) non avremmo quasi nessuna possibilità di trovare il vero centro del BB.

5. Secondo una teoria lo spazio esiste e si gonfia separato dalla materia e dall'energia. Cioè siamo situati all'interno e facciamo parte di questa inflazione. Secondo questa proposta lo spazio (tessuto dello spaziotempo) si sta gonfiando in tutte le direzioni intorno a noi, che siamo nel punto , al centro. Il risultato è che non siamo in grado di rilevare una direzione da cui il BB è partito. Presumibilmente, poiché ci troviamo all'interno dell'inflazione BB, ciò ci impedisce di avere un quadro di riferimento che ci consentirebbe di avere la capacità di risalire e localizzare il centro reale o persino la posizione generale del punto di partenza BB.

6. Il quadro di riferimento del mondo reale per il nostro universo è tridimensionale più il tempo. L'universo visibile contanon è uniforme in tutte le direzioni. Cioè tutte le galassie, ecc. Non sono uniformemente distanziate lungo il suo asse x, y & z (a differenza dei modelli dimostrativi bidimensionali con materia uniformemente distanziata). Dal momento che, presumibilmente, il Big Bang è iniziato con una minuscola chiazza di singolarità (almeno per questa teoria), più piccola di un marmo, quindi dovrebbero esserci varie tracce vettoriali (anche se sono frammentate o in qualche modo oblique, sfocate o dissipate) di alcuni risale allo stato di singolarità delle dimensioni del marmo o almeno nell'area del bordo esterno della fase di iflazione "super" (specialmente perché la materia non è uniformemente distanziata e dovrebbe cambiare direzione e coerenza per aree ampie o spazi vuoti a intervalli irregolari essere presenti come sono adesso).

Anche se non esiste alcun foro o area vuota, dovrebbe esserci un'enorme area annebbiata o un'area con caratteristiche diverse rispetto alla maggior parte del resto dell'universo se si verificasse un BB. Tuttavia, finora non siamo stati in grado di individuare alcuna prova che suggerirebbe che il BB provenisse da una direzione particolare che ci ha anche impedito di individuare un centro BB .

7. Sfortunatamente, i modelli di demonstation bidimensionali mancano della capacità di mostrare un vero effetto tridimensionale rispetto all'avvio in un piccolo punto attraverso l'attuale stato di inflazione o espansione di 13,7 miliardi di anni luce. In altre parole, se guardiamo attraverso la nostra sfera dell'universo (la materia non esiste uniformemente spaziata su piani bidimensionali qui) da qualche parte almeno vicino a una parte del bordo del nostro universo visibile dovremmo vedere almeno una vasta area in cui le galassie sono molto più vicine insieme rispetto a dire un'area di otto o dieci miliardi di anni luce attorno a dove si trova ora la nostra galassia. Finora non abbiamo trovato alcuna prova. Forse questo significa che il BB non si è verificato.

Certamente se l'universo avesse un piccolo punto di partenza, dovrebbe esserci un cambiamento visibile da qualche parte in un'inflazione o espansione che copre un'area così vasta di oltre 13,7 miliardi di anni luce (ci sarebbe qualche indicazione in quale direzione dovremmo concentrare i nostri sforzi per trovare qualcosa per quanto riguarda almeno la direzione generale della posizione originale del BB). Finora tale indicazione non è stata trovata.

8. Inoltre, potrebbe esserci una forza (e) al di fuori del nostro universo che è la forza trainante per l'inflazione o l'espansione del nostro universo, nel qual caso molto probabilmente renderebbe impossibile trovare prove di un centro se ne esistesse uno .

9. Se accadesse qualsiasi tipo di BB, dubito seriamente che l'universo possa essere "piatto" a meno che non ci sia una serie straordinaria di eventi sconosciuti che fanno cambiare l'universo. Generalmente un centro tondeggiante che si gonfiava con un'enorme forza esteriore avrebbe mantenuto una forma tondeggiante generale anche per il nostro universo attuale. Forse se forze invisibili al di fuori dell'universo causassero un enorme ostacolo al processo di modellamento che sarebbe arrivato attraverso un BB, ora potrebbe esserci una forma diversa. Tuttavia, dubito che ci sarà mai modo di chiarire tale affermazione.

L'universo non si espande lontano da qualsiasi centro perse. Tutte le distanze si stanno espandendo uniformemente in tutto l'universo. Ciò provoca un tale effetto che per ogni singolo osservatore sembra che l'intero universo si allontani da loro. Può essere dimostrato usando questa figura (da google):

$A$ rappresenta l'universo in un momento, rappresenta l'universo in un secondo momento. Puoi notare (a malapena) che è ingrandito di una piccola quantità. Questo rappresenta l'espansione dell'universo. Ora, supponiamo che si mette su come indicato in , allora sembra che l'universo espanso lontano da . Ma se li metti come mostrato in allora sembra che l'intero universo si stia espandendo da un altro punto! Tutto ciò è dovuto all'espansione omogenea dell'universo.$B$$B$$B$$A$$C$$X$$D$

La geometria amorfa dell'Universo è attualmente in fase di studio e la distribuzione su larga scala delle galassie è simile a una spugna. La misura nel mezzo dell'immagine rappresenta 1,5 miliardi di anni luce. la luce viaggia in ogni direzione e, al momento del big bang, non c'era luce per viaggiare da nessuna parte, e all'inizio della teoria del big bang, non c'erano direzioni 3D che possiamo concepire, nessuna definizione di rettilineità e bordo, nessuna distanza tra qualsiasi cosa in una geometria nota, nella teoria delle superstringhe 3D, 4D, 5D, 12D. Quindi, per trovare la geometria di cui hai bisogno, la matematica può diventare 12D / 28D e ci confonde, la nozione di centro è diversa nelle dimensioni 12/20. Il Big Bang ad alta temperatura precede atomi, luce, particelle subatomiche, materia, gravità, precede l'esistenza di geometria nota,

Il numero di vuoti nella spugna potrebbe essere ben più di trilioni di volte più numerosi del numero di atomi nell'oceano. Ci potrebbe essere un MPC Googolplex come mote del totale. Quindi dov'è il centro di quello? Quando finirà il tempo?

Il big bang è stato amorfo dal nostro punto di vista, e in questo senso si potrebbe dire che è "amassivo". È cosmico, lo spazio e le proprietà fisiche sono incommensurabili (è una bella parola dire non misurabile / non correlato).

Se immagini che la nostra visione della radiazione cosmica di fondo (13,8 miliardi di LY) abbia il diametro di un atomo nel mare. Il big bang forse si è verificato anche in un altro atomo dall'altra parte del mare, quindi la geometria non ha una gradazione di misurazione che può essere definita durante l'osservazione. Se il grande universo ha un aspetto diverso a Googolplex a trilioni di anni luce di distanza, avrai difficoltà a scoprirlo.

Un oggetto senza simmetria o misurazione e senza confine non può avere un centro. Ha una misura cubica di googolplex piuttosto che un singolo centro.

Ti stai quindi ponendo una domanda geometrica simile a "dov'è il centro sulla superficie di una sfera e un cerchio"?

In realtà non è così che funzionano le esplosioni. Quando la nitroglicerina esplode, non lascia un buco al centro. Proprio come un'esplosione, il big bang non funziona in questo modo. In qualsiasi valido quadro di riferimento, l'universo ha iniziato ad espandersi alla velocità della luce senza lasciare un buco al centro e il centro non è un posto speciale. A causa di strane leggi dell'universo, non esiste un solo quadro di riferimento valido.

L'universo segue la relatività generale che semplifica la relatività speciale in assenza di un campo gravitazionale e in assenza di oggetti con una velocità di fuga che è una frazione significativa della velocità della luce, segue da vicino una versione di relatività speciale in cui la gravità è reale forza che non piega spazio-tempo. Vedi https://physics.stackexchange.com/questions/19937/time-dilation-as-an-observer-in-special-relativity/384547#384547 per sapere come funziona la relatività speciale.

Secondo una relatività speciale, l'universo non ha centro. Qualsiasi oggetto non rotante che viaggia a qualsiasi velocità costante più lenta della velocità della luce è un valido quadro di riferimento e nel suo quadro di riferimento, il centro dell'universo è il luogo in cui si è verificato il big bang. Non esiste una linea temporale che tutti gli osservatori concordano sul fatto che sia il centro dell'universo. In qualsiasi quadro di riferimento, il centro dell'universo in quel quadro di riferimento non può essere un posto speciale perché non è il centro in un altro quadro di riferimento. Quando guardiamo le galassie vicino al bordo dell'universo, vediamo quelle simili a quelle che si sono verificate vicino all'inizio dell'universo, ma in realtà stiamo solo guardando indietro alle galassie da quando avevano circa la metà dell'età del nostro universo nel nostro quadro di riferimento. Essi' come le galassie più giovani solo a causa della loro dilatazione del tempo e nel loro quadro di riferimento, in realtà sono molto più giovani. In qualsiasi quadro di riferimento, cosa succede se sei vicino al bordo dell'universo e fermo? Ti vedi vicino al limite. In un'altra cornice di riferimento, sei nel centro dell'universo e ti muovi e l'aberrazione della luce che osservi ti fa percepire come non essere al centro.

Questo è esattamente ciò che prevede la relatività speciale, ma in realtà l'universo non segue la relatività speciale, ma alcuni dei risultati che ho già menzionato sono ancora veri. L'universo sta accelerando, quindi le galassie alla fine si allontaneranno più velocemente della luce perché lo spazio stesso le sta trascinando via più velocemente della luce. Probabilmente viviamo in un universo di De Sitter. Il nostro orizzonte cosmico, la regione dello spazio che si allontana da noi alla velocità della luce nel nostro quadro di riferimento si comporta proprio come un buco nero, nel senso che vedremo le galassie avvicinarsi in modo esponenziale all'orizzonte cosmico senza mai raggiungerlo e ottenere di più il rosso si spostava senza limiti mentre si avvicinava.

Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/De_Sitter_universe

Cosa c'è al centro dell'universo?

Questa domanda su Physics.SE: "Il Big Bang è accaduto ad un certo punto? ", Che ha una risposta con oltre 300 voti positivi, spiega:

"La semplice risposta è che no, il Big Bang non è accaduto in un certo momento. Invece è successo ovunque nell'universo allo stesso tempo. Le conseguenze di ciò includono:

• L'universo non ha un centro: il Big Bang non è accaduto in un punto quindi non c'è un punto centrale nell'universo da cui si sta espandendo. "

• L'universo non si sta espandendo in nulla: poiché l'universo non si sta espandendo come una palla di fuoco, non c'è spazio al di fuori dell'universo in cui si sta espandendo.

Siamo meno di una specifica nel nostro supercluster :

C'è una pagina web di Wikipedia: " Storia del centro dell'universo - La non esistenza di un centro dell'universo " che spiega:

"Un universo omogeneo e isotropico non ha un centro." - Fonte: Livio, Mario (2001). L'universo accelerato: espansione infinita, la costante cosmologica e la bellezza del cosmo . John Wiley and Sons. p. 53. Estratto il 31 marzo 2012.

Vedi anche questo video di CalTech: " Dov'è il centro dell'universo? ".

Se l'universo si è formato e ha origine da un'esplosione di Big Bang, allora deve esserci spazio vuoto al centro del sito dell'esplosione, poiché tutta la materia viaggia a velocità tremende lontano dal centro e deve esserci più materia, stelle , galassie e polvere, ecc. vicino all'attuale periferia o circonferenza o orizzonte dell'universo attuale. Dato che quella grande esplosione è avvenuta circa 13,7 miliardi di anni fa, i confini esterni del nostro universo distano 13,7 miliardi di anni luce dal centro dell'esplosione del Big Bang.

I nostri astronomi hanno scoperto la vacuità o il vuoto in qualsiasi parte del centro dell'universo o no?

Zoomando sulla Via Lattea (al centro di questa immagine, ma non al centro dell'universo) vediamo:

Le aree blu vicino a noi sono il vuoto locale , mentre l'area a sinistra è il grande attrattore .

La forma dell'universo, che possiamo rilevare / vedere, è complicata - non è una sfera semplice o una forma di calcio, che si irradia da un punto centrale. L' attuale misurazione dell'età dell'universo è di 13.799 ± 0.021 miliardi ( ) anni nel modello di concordanza Lambda-CDM . Finora possiamo vedere e misurare solo, e negli ultimi 14 miliardi di anni parti dell'universo sono diventate più dense e parti si sono divise.$10^9$

Vedi queste pagine Web di Wikipedia: " Universo osservabile " e " Cosmologia osservativa ", questo è tratto da " Dimensioni e regioni ":

La dimensione dell'Universo è alquanto difficile da definire. Secondo la teoria generale della relatività, alcune regioni dello spazio potrebbero non interagire mai con le nostre nemmeno durante la vita dell'Universo a causa della velocità finita della luce e della continua espansione dello spazio. Ad esempio, i messaggi radio inviati dalla Terra potrebbero non raggiungere mai alcune regioni dello spazio, anche se l'Universo dovesse esistere per sempre: lo spazio potrebbe espandersi più velocemente di quanto la luce possa attraversarlo.

Si presume che esistano regioni distanti dello spazio e che facciano parte della realtà tanto quanto noi, anche se non potremo mai interagire con esse. La regione spaziale che possiamo influenzare ed essere influenzati è l'universo osservabile.

L'universo osservabile dipende dalla posizione dell'osservatore. Viaggiando, un osservatore può entrare in contatto con una regione dello spazio-tempo più grande di un osservatore che rimane immobile. Tuttavia, anche il viaggiatore più rapido non sarà in grado di interagire con tutto lo spazio. Tipicamente, l'universo osservabile è considerato la porzione dell'Universo che è osservabile dal nostro punto di vista nella Via Lattea.

La distanza corretta - la distanza misurata in un momento specifico, incluso il presente - tra la Terra e il bordo dell'universo osservabile è di 46 miliardi di anni luce (14 miliardi di parsec ), rendendo il diametro dell'universo osservabile di circa 91 miliardi anni luce ( pz). La distanza percorsa dalla luce dal bordo dell'universo osservabile è molto vicina all'età dell'Universo moltiplicata per la velocità della luce, 13,8 miliardi di anni luce ( parsecs ), ma ciò non rappresenta la distanza a in un dato momento perché il margine dell'universo osservabile e la Terra da allora si sono ulteriormente allontanati. Per fare un confronto, il diametro di una galassia tipica è di 30.000 anni luce (9.198 parsecs 4,2 × 10 $28×10^9$$4.2×10^9$ ) e la distanza tipica tra due galassie vicine è di 3 milioni di anni luce (919,8 kiloparsecs ). Ad esempio, la Via Lattea ha un diametro di circa 100.000–180.000 anni luce e la galassia sorella più vicina alla Via Lattea, la Galassia di Andromeda, si trova a circa 2,5 milioni di anni luce di distanza.

Poiché non possiamo osservare lo spazio oltre il limite dell'universo osservabile, non è noto se la dimensione dell'Universo nella sua totalità sia finita o infinita.

Le stime per la dimensione totale dell'universo, se finite, raggiungono fino a megaparsec , implicite da una risoluzione della proposta di non confine.$10^{{10}^{{10}^{122}}}$

Secondo la proposta Hartle – Hawking afferma : "L'universo non ha confini iniziali nel tempo e nello spazio".

Il Dr. Brent Tulley ha pubblicato un articolo: " Il supercluster di galassie Laniakea " ( prestampa gratuita di arXiv ) e relativo video supplimentale , insieme alla directory Vimeo del Dr. Daniel Pomarède , in particolare questo video: Cosmography of the Local Universe (versione FullHD) da cui questi sono state disegnate immagini che mostrano la forma di parte dell'universo così come la conosciamo:

• Prendi i dati WMAP e proietta tutte le galassie entro 8K km / s (1:18 nel video) su uno spazio 3D:

Clicca sull'immagine per animare

Un primo piano della nostra posizione mostra il grande vuoto locale :

Lo zoom indietro rivela parte dell'universo, vedi il video linkato sopra per maggiori informazioni: